MỤC LỤC
MỤC LỤC……..1
LỜI NÓI ĐẦU.. 3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH.. 5
1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại. 5
1.1.1.Công dụng. 5
1.1.2. Yêu cầu. 5
1.1.3. Phân loại 6
1.2. Kết cấu hệ thống phanh. 7
1.2.1. Cơ cấu phanh. 7
1.2.1.1. Cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực. 7
1.2.1.2. Cơ cấu phanh guốc dẫn động dẫn động phanh khí nén 8
1.2.1.3. Cơ cấu phanh đĩa. 9
1.2.2. Sơ đồ cấu tạo một số dạng cơ cấu dẫn động phanh. 10
1.2.2.1. Dẫn động cơ khí 10
1.2.2.2. Dẫn động thủy lực. 12
1.2.2.3. Dẫn động khí nén. 13
1.2.2.4. Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén. 14
1.2.2.5. Dẫn động thủy lực trợ lực chân không. 15
1.3. Lựa chọn cơ cấu phanh. 17
1.3.1. Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh sau. 17
1.3.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh trước. 21
1.4. Lựa chọn phương án dẫn động. 24
CHƯƠNG II. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH.. 32
2.1.Giới thiệu xe Toyota Innova. 32
2.2 Tính toán thiết kế cơ cấu phanh. 33
2.2.1. Xác định mômen phanh cần thiết tại các bánh xe. 33
2.2.2 Thiết kế tính toán cơ cấu phanh sau. 35
2.2.3.Tính toán thiết kế cơ cấu phanh trước. 50
2.3. Tính toán dẫn động phanh. 55
2.3.1 Tính toán các thông số cơ bản của dẫn động. 55
2.3.2 Tính toán thiết kế cường hóa chân không. 57
CHƯƠNG III. BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH.. 65
3.1. Quy trình bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phanh. 65
3.1.1. Quy trình thay dầu, xả khí 65
3.1.2 . Một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục trong hệ thống phanh 65
KẾT LUẬN.. 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 70
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây nền công nghiệp ôtô đã có sự phat triển mạnh mẽ, hòa nhịp với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ôtô thế giới. Việc Việt Nam ra nhập WTO, chính phủ cho phép nhập khẩu phụ tùng từ nước ngoài, cũng như mở cửa hợp tác mạnh mẽ với các quốc gia có nền công nghiệp ôtô phát triển hàng đầu thế giới như Đức, Mỹ, Nhật Bản,…đã tạo điều kiện cho nền công nghiệp ôtô Việt Nam phát triển với việc tiếp thu các dây truyền công nghệ, ứng dụng các phát minh thiết kế vào sản xuất, lắp ráp cũng như giải quyết hầu hết các vấn đề về sửa chữa bảo dưỡng và nâng cấp… ôtô tại Việt Nam, đóng góp không nhỏ vào thu nhập quốc dân của đất nước.
Trường Đại học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải Hà Nội là một trong những nơi nghiên cứu, giảng dạy hàng đầu về ôtô tại Việt Nam. Sau một quá trình học tập hơn 4 năm tai trường Đại học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải Hà Nội chúng em đã được tìm hiểu về hầu hết các hệ thống trên ôtô. Trong các hệ thống trên ôtô thì hệ thống phanh là một hệ thống rất quan trọng trên ôtô với vai trò đảm bảo tính an toàn chuyển động của ôtô, giúp giảm thiểu đáng kể các tai nạn trên các tuyến đường giao thông. Với các lý do như vậy em đã quyết định chọn hệ thống phanh để tìm hiểu và nghiên cứu khi làm đồ án tốt nghiệp, em đi sâu vào tìm hiểu hệ thống phanh xe con với đề tài tốt nghiệp là: “ Thiết kế hệ thống phanh xe con 7 chỗ ngồi dựa trên xe tham khảo Toyota Innova ’’. Trong quá trình thực hiện đề tài em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo: ThS…………… đồng thời em cũng nhận được ý kiến đóng góp trong Bộ Môn Ôtô. Mặc dù đã cố gắng nhưng do kiến thức có hạn và thời gian làm đồ án tốt nghiệp còn hạn chế cho nên không tránh khỏi những sai xót kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy để em hoàn thiện đề tài hơn trong tương lai.
Qua đây, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo: ThS……………. Em xin gửi lời cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo trong Bộ Môn Ôtô cùng toàn thể các bạn trong lớp đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.
Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 20...
Sinh viên thực hiện
..................
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH
1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại.
1.1.1. Công dụng
- Hệ thống phanh ô tô có công dụng giảm vận tốc của xe tới một tốc độ nào đó hoặc dừng hẳn.
- Giữ xe lâu dài trên đường, đặc biệt là trên đường dốc.
1.1.2. Yêu cầu
* Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất qũy đạo phanh ổn định khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh.
+ Điều kiện sử dụng :
- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe.
- Có khả năng phanh ôtô khi dừng trong thời gian dài.
- Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sữa chữa.
1.1.3. Phân loại
a.Theo công dụng:
- Hệ thống phanh chính (phanh chân).
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay).
c. Theo dẫn động phanh
- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí.
- Hệ thống phanh dẫn động thủy lực.
- Hệ thống phanh dẫn động khí nén.
1.2. Kết cấu hệ thống phanh
Hệ thống phanh gồm có 2 phần chính sau:
- Cơ cấu phanh
- Dẫn động phanh
1.2.1. Cơ cấu phanh
1.2.1.1. Cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực
a. Sơ đồ cấu tạo:
Cơ cấu phanh đặt trên giá đỡ là mâm phanh. Mâm phanh được bắt cố định trên mặt bích của dầm cầu. Các guốc phanh được đặt trên các trục lệch tâm, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, các má phanh luôn ép chặt hai piston của xy lanh phanh làm việc gần nhau.
b. Nguyên lý hoạt động:
Khi tác dụng vào bàn đạp chất lỏng với áp suất cao truyền đến xy lanh tạo nên áp lực ép trên piston đẩy các guốc phanh, các má phanh được ép vào trống phanh tạo nên sự phanh. Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu phanh và lò xo giữa các piston sẽ kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu. Quá trình phanh kết thúc.
1.2.1.2. Cơ cấu phanh guốc dẫn động dẫn động phanh khí nén
a. Sơ đồ cấu tạo:
Cơ cấu phanh được bố trí trên cầu trước ô tô tải vừa và nặng, với dẫn động phanh bằng khí nén, có xy lanh khí nén lđiều khiển cam xoay ép guốc phanh vào trống phanh. Phần quay của cơ cấu phanh là tang trống, phần cố định bao gồm mâm phanh được bắt cố định trên dầm cầu.
b. Nguyên lý hoạt động:
Khi phanh, xy lanh khí nén dẫn động xoay trục và cam quay ngược chiều kim đồng hồ. Con lăn tựa lên biên dạng cam đẩy guốc phanh về 2 phía, ép má phanh sát vào trống phanh để thực hiện quá trình phanh.
1.2.2. Sơ đồ cấu tạo một số dạng cơ cấu dẫn động phanh.
1.2.2.1. Dẫn động cơ khí
a. Sơ đồ cấu tạo:
b. Nguyên lý hoạt động:
Thanh dẫn cùng với tay phanh 1 ở dưới vùng bảng điều khiển. Thanh dẫn 2 nối liền với dây cáp. Các con lăn 3,5 dẫn hướng cho dây cáp. Dây cáp 4 bắt vào mút thanh dẫn trung gian 6, trục 7 lắp trên thanh dẫn và nối với thanh cân bằng 9.
c. Đặc điểm:
Chủ yếu dùng cho phanh tay.
1.2.2.2. Dẫn động thủy lực
a. Sơ đồ cấu tạo:
b. Nguyên lý hoạt động:
Khi đạp phanh, qua thanh đẩy piston nằm trong xy lanh chính 2. Dầu bị ép với áp suất cao sẽ qua đường ống dẫn 3 tác dụng lên bề mặt của các piston 4.
1.2.2.4. Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén
a. Sơ đồ cấu tạo:
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động :
- Dẫn động thủy lực : có hai xy lanh chính dẫn hai dòng đầu đến các xy lanh bánh xe phía trước và phía sau.
- Dẫn động khí nén : bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các xy lanh nén khí
b. Nguyên lý hoạt động:
Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.
Phần xy lanh chính loại đơn và các xy lanh bánh xe có kết cấu và nguyên lý làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực.
1.3. Lựa chọn cơ cấu phanh
1.3.1. Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh sau
Hệ thống phanh chính (phanh chân) của loại xe này cơ cấu phanh phanh sau là cơ cấu phanh guốc. Trong cơ cấu phanh guốc có các loại khác nhau như: cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục, cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm, cơ cấu phanh guốc loại bơi, cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa…
a. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục:
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục được thể hiện trên hình 2.1. Trong đó sơ đồ hình 2.1a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này hay sử dụng trên ôtô tải lớn. Sơ đồ hình 2.1b là loại sử dụng xy lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này thường sử dụng trên ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
b. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm:
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3. Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm. Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh.
d. Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa:
Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai. Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn (hình 2.4a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 2.4b).
* Kết luận:
Qua phân tích kết cấu các cơ cấu phanh loại guốc chúng ta thấy rằng tùy theo sự bố trí các guốc phanh và điểm tựu mà sẽ đạt được hiệu quả phanh (momen phanh) là khác nhau mặc dù kích thước guốc phanh là như nhau.
1.3.2. Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh trước
Phanh đĩa được dùng phổ biến cho các xe có vận tốc cao đặc biệt hay gặp trên xe con. Cơ cấu phanh đĩa thường được bố trí ở cầu trước, ngày nay trên ô tô hiện đại phanh đĩa được bố trí trên cả 2 cầu: cầu trước và cầu sau. Trên các loại xe hiện nay thường có 2 loại cơ cấu phanh đĩa thường được sử dụng:
a. Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh cố định:
Khi có lực phanh, dầu cao áp sẽ dồn tới xy lanh đẩy piston ép các má phanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.Số lượng xylanh công tác có thể là 2 hoặc 4 xy lanh đặt đối xứng nhau, hoặc 3 xy lanh với 2 xy lanh nhỏ được bố trí một bên còn 1 xy lanh lớn bố trí một bên.
c. Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh di động:
Phanh đĩa có giá xy lanh di động chỉ bố trí xy lanh thủy lực 1 bên. Giá xy lanh có thể di động được trên các trục nhỏ dẫn hướng bắt trên moay ơ. Khi phanh, dầu cao áp đẩy piston ép một bên má phanh áp sát vào đĩa phanh, đồng thời đẩy giá đặt xy lanh trượt trên trục dẫn hướng đến ép má phanh còn lại áp sát vào đĩa phanh.
* Kết luận:
Với ưu điểm lớn nhất đó là kết cấu đơn giản, hiệu quả phanh cao và với phân tích so sánh ở trên ta chọn cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ di động làm cơ cấu phanh đĩa.
1.4. Lựa chọn phương án dẫn động
Về cơ bản có ba phương án dẫn động phanh là : dẫn động cơ khí, dẫn động bằng khí nén và dẫn động thủy lực. Ở dẫn động cơ khí, để tạo lực phanh đủ lớn thì cần phải có hệ thống cơ cấu đòn và khâu khớp phức tạp vì thế chỉ thích hợp cho dẫn động phanh tay.
* Phương án 1: dẫn động thủy lực một dòng:
a. Sơ đồ cấu tạo:
b. Nguyên lý hoạt động:
Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xy lanh chính chỉ có một đường duy nhất dẫn đến tất cả các xy lanh công tác của các bánh xe.
Khi không phanh lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suất thấp nằm chờ trên đường ống.
Phương án 3: Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực chân không.
a. Sơ đồ cấu tạo:
b. Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý hoạt động giống như phương án dẫn động thủy lực một dòng. Điều khác biệt là dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xy lanh có hai đường dầu độc lập dẫn tới các bánh xe ôtô.
Phương án 4: Dẫn động thủy lực hai dòng chéo nhau có trợ lực chân không
a. Sơ đồ cấu tạo:
b. Nguyên lý hoạt động:
Từ đầu ra của xy lanh có hai đường dầu độc lập dẫn tới các bánh xe ôtô. Mỗi dòng dẫn dầu từ xy lanh chính tới bánh xe trước và bánh sau ở vị trí so le.
* Kết luận:
Sau khi phân tích các phương án dẫn động thủy lực trên thì có thể thấy rằng phương án dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu độc lập có trợ lực chân không vừa đảm bảo an toàn vừa phanh nhẹ nhàng đồng thời hiệu quả phanh cao.
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH
2.1. Giới thiệu xe Toyota Innova
Thông số kỹ thuật xe Toyota Innova như bảng 2.1.
2.2 Tính toán thiết kế cơ cấu phanh
2.2.1. Xác định mômen phanh cần thiết tại các bánh xe
Mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.
G: Trọng lượng ôtô khi đầy tải G = 21750 (Kg)
L: Chiều dài cơ sở của ôtô L = 2300 (mm)
a, b, hg: Tọa độ trọng tâm ôtô.
Với xe tham khảo, kiểu lốp sử dụng là 205/65 R15 ta có:
d1 = 15 inch =355,6 (mm)
B = 205 (mm)
H/B = 65%
D = d1 + 2.B.H/B = 355,6 + 2.205.0,65 = 622,1 (mm)
⟹ ro = D/2 = 622,1/2 = 311,05 (mm)
⟹ rbx = 0,93. 311,05 = 289 (mm) = 0,289 (m)
Vậy ta có:
Mp1 = 1301 Nm
Mp2 = 585 Nm
2.2.2 Thiết kế tính toán cơ cấu phanh sau
a. Xác định góc δ, bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh:
β1 : Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát
β1 = 140
β0 : Góc ôm của tấm ma sát, β0 = 1200
β2 = β1 + β0 = 140 + 1200 = 1340
=> δ = 9,210
Vậy ta có:
β1 = 140 ; β2 = 1340
b. Xác định các lực cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh bằng phương pháp họa đồ:
Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực P tác dụng lên guốc phanh để đảm bảo cho tổng momen phanh sinh ra ở guốc phanh trước (M’P1 hoặc M”P1) và guốc sau (M’P2 hoặc M”P2) bằng mômen phanh tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt tại bánh xe.
Như vậy, mômen phanh sinh ra ở cơ cấu phanh của một bánh xe là:
M’P = M’P1 + M’P2 = R1.r0 + R2.r0
* Các bước xây dựng họa đồ lực phanh:
Hai guốc phanh như nhau chịu tác dụng của các lực:
- Lực tác dụng từ dẫn động phanh thông qua xilanh công tác P’, P’’. Do dẫn động thủy lực với 1 xilanh công tác chung cho cả 2 piston dẫn động các guốc phanh trước và sau thì các lực tác động bằng nhau P’= P’’=P. Lực P’, P’’ có phương ngang như hình 3.2.
- Lực tác dụng từ trống phanh vào má phanh (toàn bộ áp lực từ trống phanh vào má phanh được quy về lực giả định tương đương) R’, R’’.
- Phản lực tâm quay của guốc phanh U’, U’’.
c. Kiểm nghiệm hiện tượng tự xiết:
Khi thiết kế và tính toán cơ cấu phanh cần phải tránh hiện tượng tự xiết. Hiện tượng tự xiết xảy ra khi má phanh bị ép sát vào trống phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động lực P của dẫn động lên guốc phanh. Nếu hiện tượng này xảy ra thì khi người lái thôi phanh nhưng xe vẫn bị phanh do vậy đây là hiện tượng cần tránh đối với hệ thống phanh.
Từ họa đồ ta có thể thấy ρ” – c.sinδ” >0 trong mọi trường hợp vì vậy:
c.cosδ” + μ(ρ” – sinδ”) >0
Vậy với guốc phanh sau không bao giờ có hiện tượng tự xiết.
Biểu thức trên cho thấy, nếu c(cosδ’ + μsinδ’) – μρ’ = 0 thì M’p → ∞. Điều này có nghĩa là mômen phanh trên guốc phanh phía trước sẽ trở nên vô cùng lớn, đây chính là hiện tượng tự xiết.
* Kết luận: Với cơ cấu phanh thiết kế, không xảy ra hiện tượng tự xiết.
e. Tính bền các chi tiết cơ cấu phanh sau:
* Tính bền guốc phanh:
+ Tính kích thước đến trọng tâm G:
Guốc phanh thường được làm theo hình chữ T. Ta tính bền cho guốc phanh chịu momen lớn nhất theo tính toán ở trên ta có guốc trước cơ cấu phanh sau chịu momen lớn hơn.
=> Yc2=Y2 - Yc1 = 23 – 10 = 13 mm.
Kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm của guốc phanh
RG=R’2 + Yc2 = 105+ 13=118 mm
+ Kiểm tra bền guốc phanh :
Ta áp dụng phương pháp tính gần đúng vì tính toán chính xác guốc phanh rất phức tạp. Để xác định tiết diện nguy hiểm của guốc phanh ta phải vẽ được biểu đồ nội lực. Đặt các giá trị lực P, U’, R’ vào guốc phanh. Tại điểm đặt lực tổng hợp R’ ta phân tích thành hai thành phần lực N’ và T’. Coi lực phân bố đều trên guốc phanh ta tính được các lực NX, TX đặt tại góc b/2.
Nz1 + Pcos(j+ g) = 0
Qy1 + Psin(j + g) = 0
Mu1 + P[a - Rtcos(j + g)] = 0
- Xét sự cân bằng tại điểm A: g = 0º, j= 15º
Nz1 + P.cosj = 0 Þ Nz1 = - 2089.cos15º = - 2018 N
Qy1 + P.sinj = 0 Þ Qy1 = - 2089.sin15º ≈ - 541 N
- Xét sự cân bằng tại điểm B: d = 9,210 ; a0 + b0= 810
=> Nz2 = - 690.cos9º - 6566.sin9º ≈ - 1709 (N)
=> Qy2 = 690.cos81º - 6566.sin81º ≈ - 6377 (N).
=> Mu2 = - 6566.0, 1.sin810 + 690.0, 1. (1 – cos810)≈ -590 (Nm).
- Xét sự cân bằng tại điểm C: b = 0º ; a0 = 00
=> Nz2 = - 690. sin81º - 6566.cos81º ≈ - 1709 (N).
=> Qy2 = 690.cos81º - 6566.sin81º ≈ - 6377 (N).
=> Mu2 = 0
+ Ứng suất tại điểm 2:
R2 = 0,125 m ; F = 0,0007m2 ; Rth = 0,114 m
+ Ứng suất tại điểm 3:
R3 = 0,075 m ; F = 0,0007 m2 ; Rth = 0,114 m
2.2.3.Tính toán thiết kế cơ cấu phanh trước
a. Tính đường kính xylanh:
n: số ống xilanh làm việc. Chọn n= 2.
p0 : áp suất chất lỏng trong hệ thống p0= 500 800 (N/cm2).
Chọn p0 = 700 (N/cm2).
d: đường kính xi lanh
Thay số ta được: d = 43 mm
Kích thước má phanh được chọn trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng, áp suất trên má phanh, tỷ số trọng lượng toàn bộ của ôtô trên diện tích toàn bộ của các má phanh và chế độ làm việc của phanh.
Chiều rộng má phanh b. Chọn b = 50mm
Bán kính tang trống rt = 140 mm
Góc ôm tấm ma sát β0 = 1200
d. Áp suất lên bề mặt má phanh:
- Với cơ cấu phanh cầu sau :
Áp suất trên bề mặt má phanh được giới hạn bởi sức bền của vật liệu do mỗi loại vật liệu chỉ chịu được một áp lực nhất định.
μ : Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh, μ = 0,3
FΣ : Diện tích má phanh tại nơi có MP.
=> q = 0,24 < 1,5 - 2 Mpa
* Kết luận: Vậy áp suất trên bề mặt cơ cấu phanh sau nằm trong giới hạn cho phép.
- Với cơ cấu phanh trước :
Áp suất trên bề mặt ma sát chính bằng lực ép ép má phanh vào đĩa phanh chia cho diện tích má phanh.
=> q = 0,1,879 < 1,5 - 2 Mpa
* Kết luận: Vậy áp suất trên bề mặt cơ cấu phanh trước nằm trong giới hạn cho phép.
e. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trính phanh:
Trong quá trình phanh, toàn bộ động năng của khối lượng chuyển động của ô tô được chuyển hóa thành nhiệt tại các cơ cấu phanh. Một phần của lượng nhiệt này sẽ nung nóng các chi tiết trong cơ cấu phanh mà chủ yếu là trống phanh, phần còn lại tỏa ra ngoài không khí.
Sự tăng nhiệt độ trống phanh khi phanh với V1 = 30 km/h,V2 = 0 không quá 150.
G : Trọng lượng toàn bộ của ôtô khi đầy tải G = 21750 N
g : Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2
c: Nhiệt rung riêng của trống phanh làm bằng gang c = 500 J/kg.độ
mt : Khối lượng trống phanh.
mt = 4m0 = 4γV
=> mt = 4.7,2.476 = 13708,8 g ≈ 13,8 kg
Vậy t = 1,30<15o
* Kết luận: Cơ cấu phanh đảm bảo thoát nhiệt tốt.
2.3. Tính toán dẫn động phanh
2.3.1 Tính toán các thông số cơ bản của dẫn động
a. Tính đường kính xy lanh chính:
D: đường kính xy lanh chính
Do đó: D = 26 mm
b. Hành trình làm việc của các piston trong xy lanh:
a: khoảng cách từ tâm trống tới điểm đặt lực P. a = 105 mm
c: khoảng cách từ tâm trống tới chốt định vị của má phanh c= 100 mm
Cơ cấu phanh trước là phanh đĩa nên khe hở giữa má phanh và tang trống nhỏ nên chọn x1= 1 mm.
Hành trình toàn bộ của bàn đạp đối với dẫn động phanh bằng chất lỏng được tính dự trên cơ sở bỏ qua biến dạng đàn hồi của dẫn động
Thay số được: Sbd = 97,6 mm
Vậy Sbd [Sbd] =150(mm) thỏa mãn điều kiện.
2.3.2 Tính toán thiết kế cường hóa chân không
a. Phân tích phương án trợ lực chân không:
Hiện nay trên ô tô hiện đại nhằm mục đích cải tiến các hệ thống giảm cường độ lao động cho người lái, để người lái ít mắc những sai sót kỹ thuật khi xử lý, nâng cao an toàn khi chuyển động, ít xảy ra tai nạn giao thông như thiết kế cường hóa lái, cường hóa phanh, bộ chống hãm cứng bánh xe…
- Đặc điểm:
Sử dụng ngay đường chân không của đường ống nạp của động cơ, đưa chân không này vào khoang A của bộ trợ lực, còn khoang B khi phanh được thông với khí trời.
b. Thiết kế bộ trợ lực chân không:
- Nguyên lý làm việc :
Trạng thái không đạp phanh: van nối 17 được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải do lò xo hồi van khí 13, van điều khiển 16 bị đẩy sang trái bởi van điều khiển 15 do đó van khí 17 sẽ tiếp xúc với van điều khiển 16 vì vậy khí từ bên ngoài qua lọc khí và bị chặn lại không vào được buồng thay đổi áp suất D. Lúc này van chân không bị tách ra khỏi van điều khiển 16 làm thông các cửa thông khí giữa buồng thay đổi áp suất D với buồng áp suất không đổi A, do đó không có sự chênh lệch áp suất giữa buồng A và D.
Khi nhả phanh: lúc này van khí theo cần điều khiển dịch chuyển sang phải, van điều khiển luôn có xu hướng dịch sang trái dưới tác dụng của lò xo van điều khiển nên vẫn đóng đường khí vào khoang D, nhưng van khí kéo van điều khiển tách ra khỏi van trợ lực thì lại thông khoang A với D nên không còn sự chênh áp nữa nên piston trợ lực và van điều khiển trở về trạng thái không phanh.
Qbd: lực do người lái sinh ra tại bàn đạp. Chọn Qbd= 300 N
D: đường kính xy lanh chính. D= 26 mm
pi: áp suất dầu sinh ra trong hệ thống
l,l’: kích thước các đòn của bàn đạp phanh
u: hệ số dẫn động. u= 0,92
- Xác định kích thước màng trợ lực:
Qc: lực do bộ cường hóa sinh ra
p0: áp suất khi quyển
p’: áp suất chân không
Δp: độ chênh áp giữa buồng trước và buồng sau. Δp= 5 N/cm2
Plx: lực lò xo hồi vị. Plx= 30 N
Do đó: Dm = 24 cm
- Tính lò xo bộ cường hóa:
Plx: lực ép lò xo. Plx= 30 N
k: hệ số tập trung ứng suất, k = 1,11
[τc]: ứng suất xoắn cho phép. [τc]= 6.104 N/cm2
Vậy ta có: d = 9,24 cm. Do đó chọn d= 3 mm.
+ Tính bước của lò xo
Thay số được: t = 14 -28 mm
Ta chọn t= 14 mm
CHƯƠNG III
BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH
3.1. Quy trình bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phanh
3.1.1. Quy trình thay dầu, xả khí
Ta có trình tự xả như sau:
- Tháo mũ (nắp) cao su ra khỏi van thông của cơ cấu xy lanh bánh xe rồi chụp lên van một ống cao su còn đầu kia của ống thì đặt vào một hộp hay một chai chứa dầu phanh không ít hơn 0,2 lít.
- Đạp bàn phanh cho đến khi nào có cảm giác phanh có tác dụng thì vặn van xả ra khoản 1/2-3/4 vòng ren (chú ý vặn từ từ) làn như thế nhiều lần cho đến khi không khí trong hệ thống được xả hết thì thôi.
- Khi xả không khí ra khỏi hệ thống cần đổ thêm dầu vào bình chứa và mức dầu cách gờ của lỗ rót 10-20mm.
3.1.2 . Một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục trong hệ thống phanh
Hư hỏng thường gặp và cách khắc phục như bảng 3.1.
KẾT LUẬN
Sau thời gian được giao thiết kế đồ án tôt nghiệp, em đã cố gắng thực hiện và đến nay em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao là “Thiết kế tính toán hệ thống phanh dựa trên xe tham khảo Toyota Innova”.
Ngay từ lúc nhận được đề tài tốt nghiệp, em đã tiến hành khảo sát thực tế, tìm tòi các tài liệu tham khảo từ đó làm cơ sở để vận dụng những kiến thức đã học được trong nhà trường cũng như tham khảo các ý kiến chỉ dẫn của giáo viên hướng dẫn để hoàn thành đồ án.
Quá trình tính toán lựa chọn các thông số và các kích thước của hệ thống phanh được em tiến hành một cách chính xác và đảm bảo độ tin cậy cao. Quá trình kiểm nghiệm phanh cũng được em tiến hành cẩn thận và đã cho những kết quả nằm trong giới hạn an toàn cho phép. Từ đó em có thể kết luận hệ thống phanh em đã thiết kế hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu cơ bản đối với một hệ thống phanh. Như vậy đồ án của em đã giải quyết được các yêu cầu đề ra, cả về mặt lý thuyết cũng như khả năng ứng dụng thực tế.
Mặc dù bản thân em đã cố gắng rất nhiều và nhận được sự hướng dẫn tận tình từ phía giáo viên hướng dẫn nhưng do có một số hạn chế về thời gian cũng như kiến thức nên bản đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến góp ý của các thầy giáo trong bộ môn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: ThS............... cũng như các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp và trong suốt quá trình học tập tại nhà trường.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] . Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ôtô máy kéo - Dương Đình Khuyến - ĐHBK Hà Nội - 1995.
[2] . Lý thuyết ôtô máy kéo - Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phan Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng - Nhà xuất bản KH và KT Hà Nội - 1996.
[3] . Tính toán và thiết kế hệ dẫn động cơ khí - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển -Nhà xuất bản giáo dục - 1993.
[4] . Sổ tay Alat và đồ gá - PGS.TS Phạm Văn Địch - Nhà xuất bản KH và KT Hà Nội 2000.
[5] . Tập bài giảng Cấu tạo Ôtô - TS Hồ Hữu Hải - ĐHBK Hà Nội - 2008.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"